Регулятор температуры воды в системе отопления

Несомненно, регулировка температуры отопления – это очень важный момент, особенно в настоящее время, когда царит нестабильность и постоянный рост цен, особенно на коммунальные услуги. Кроме того, ведь всем владельцам любой отопительной системы всегда хочется видеть хорошую теплоотдачу и эффективный обогрев своих помещений.

Именно поэтому уменьшение расходов отопления и оптимизация системы – хорошая практика, которая поможет вам сэкономить. Многие задумываются над тем, как сбалансировать систему отопления, как управлять степенью отдачи тепла от батарей отопления в зависимости от того, какой климат сейчас в вашем помещении.

Для этого существует несколько проверенных способов:

• Подача сетевой воды от генерирующих тепло установок с температурой, которая соответствует графику, рассчитанному на разные условия и внешние факторы.
• Регулирование температуры воды при подаче в каждое конкретное помещение или отдельное здание автоматическим прибором, который работает от показаний датчиков, установленных внутри или снаружи здания.
• Регулятор температуры отопления для каждой батареи.

Почему это выгодно?

Использование регулятора температуры отопления является достаточно выгодным вариантом. И этому есть несколько причин:

• Регулятор температуры, в отличие от других устройств, контролирует температуру прямо в месте установки батарей, а не общую среднюю в неком помещении, поэтому можно получить равномерный температурный фон, который обязательно вас удовлетворит.
• Регулятор поможет вам исключить перегревание воздуха в помещении, которое появляется в том случае, если комната нагревается солнцем. А датчики, установленные на централизованной автоматике, такую ситуацию отследить смогут очень редко.
• Можно регулировать температуру по особенной схеме для каждой отдельной комнаты. К примеру, если вы практически не используете какое-то помещение, то можно выставить расход воды в батареях до самого минимального, а там, где вы бываете чае всего, — наоборот, увеличить.

Если использовать запорную арматуру

Иногда, думая, как отрегулировать отопление, пользователи ставят на батареях обычные краны. Конечно, это дешевый способ, но здесь у вас не будет нескольких полезных преимуществ, которые предоставляют регуляторы:

• Кран функционирует только в режиме «открыть-закрыть». Поэтому, когда вы его используете, вы сможете легко сорвать установившиеся потоки в вашей системе отопления, и даже остановить или завоздушить стояки. Балансировка системы отопления с помощью регулятора только может уменьшить поток теплоносителя и не перекрывать его полностью.

• Регулировка батарей кранами происходит вручную – а это ваше дополнительное время. Регулятор же будет работать полностью автоматически, нужно только поставить необходимую температуру на шкале.
• При регулировании отопления кранами нельзя добиться определенного температурного режима. А наладка системы отопления современными устройствами – это точность и эффективность.

Принцип работы регулятора

Итак, регулятор отопления – это запорное устройство, которое устанавливается на входе воды в отопительные приборы.

Регулирование выдвижения штока и проходного отверстия реализуется при помощи давления на него сильфона с газом или жидкостью с большим коэффициентом расширения от температуры. Чтобы возвратить шток в обратное положение, ставится пружина, а чтобы регулировать степень открытия, делается компенсационный механизм со шкалой.

Регулировка системы отопления производится так:

• Жидкость в сильфоне греется от воздействия температуры – чем выше температура, тем длиннее он становится, давит на шток и прикрывает подачу воды в батарею.
• С помощью барабана со шкалой компенсационной системы можно регулировать степень начального удлинения сильфона, он контактирует со штоком. Так, ставится температурный режим, выше которого регуляторы прикрывают подачу воды в батарею.
• При сниженном расходе воды отдача тепла от батарей уменьшается, в комнате остывает воздух. Температура жидкости в сильфоне тоже понижается и уже не давит на шток. Шток под действием возвратной пружины возвращается в верхнее положение, вытянувшийся грибок клапана снова увеличивает поток носителя тепла через радиаторы.

Как правильно установить регулятор

Чтобы гидравлическая балансировка системы отопления была установлена правильно, вам не нужны специальные знания, достаточно лишь иметь ввиду несколько характерных моментов:

• Балансировочный кран в системе отопления врезается в батарею на подаче, а не на выходе;
• Условный диаметр прохода устройства должен быть равным диаметру подводящих труб;
• Если у вас в комнате несколько радиаторов включены последовательно, то не нужно ставить устройство на каждый из них отдельно – можно просто контролировать поток на входе первого. Если же у вас однотрубная система или каждая батарея подключена к отдельному стояку, то обязательно требуется отдельная балансировка системы отопления частного дома каждой батареи;
• При установке устройства его головка, где размещен сильфон, должна обязательно располагаться горизонтально, чтоб вокруг нее не появлялись застойные зоны. Также головка должна обдуваться воздухом из помещения, а не из труб. Кроме этого, так будет удобнее ставить регулирование системы отопления в необходимое положение. Для этого же нельзя, чтоб головка была закрыта шторами или разными декорациями;
• Чтоб регулировка отопления работала корректно, головка устройства не должна попадать под прямые лучи солнца.

Виды регуляторов

В современности можно найти массу видов регуляторов отопления – бывает множество моделей в зависимости от степени контроля и от системы вашего отопления.

Регулятор бывает прямого действия (головка и клапан) и с датчиком регулирования температуры.

Регулировка системы отопления частного дома прямого действия – это использование самого простого прибора. Ставится он возле радиатора, а процесс регулирования происходит так: в составе термостатического элемента размещается герметичный цилиндр. В него ставится сифон с жидкостью или газообразным веществом. Эти вещества реагируют на температуру, поступающую от нагревательного элемента. При нагреве регулятора жидкость или газ становятся шире и давят на шток клапана. Он перекрывает ток теплоносителя.

Регулировка отопления в доме с датчиком может быть с встроенным или дистанционным. Принцип работы здесь такой же. Но в данном случае настройка системы отопления немного отличается. Так, если регулятор регулировался вручную и постоянно, то такое устройство с электронным датчиком не нуждается в этом. На датчике вы просто ставите нужную температуру, а он уже самостоятельно следит за поддержанием ее.

Если вы думаете, как отбалансировать систему отопления, да еще и эффективно, то выбирайте такую систему. Вы сэкономите на расходах на отопление, а также всегда будете иметь возможность поставить нужную температуру, вследствие чего вы получите в своем доме комфортный температурный режим, удовлетворяющий всех ваших домочадцев.

otoplenie-doma.org

Что предлагает рынок

Можно приобрести в хозмаге или даже в интернет-магазине регулятор температуры. Цена его различна, но стартует от 500 рублей. В этих конструкциях имеется несколько функций. И выходной сигнал управления, как правило, предназначен для подключения слаботочной нагрузки. Например, в качестве такой можно использовать обмотку электромагнитного реле. Некоторые нагревательные приборы оснащаются встроенным регулятором, который построен на основе биметаллической пластины. Суть в том, что эта пластина нагревается при протекании тока. А нагрев до некоторой температуры – это достижение определенного значения тока потребления. В тот момент, когда происходит превышение тока, пластина от нагрева выгибается и размыкает контакты, по которым осуществляется питание нагревательного элемента. После остывания контакты замыкаются, и вновь происходит нагрев. Это механический тип регулятора, который хоть и используется в промышленности, для небольших конструкций вряд ли подойдет.

Как изготовить терморегулятор

Итак, стоит рассмотреть более детально то, как самостоятельно изготовить такой несложный прибор. Обратите внимание на то, что изготавливаться будет терморегулятор на основе микропроцессора. Даже банальные AtMega 128 или AtMega 8 для такой конструкции окажутся идеальными. Банальные они по той причине, что именно эти микроконтроллеры схемотехники (в том числе и самоучки) изучили вдоль и поперек. Все свойства этих элементов изучены, имеется масса литературы по ним с практическими схемами разнообразных конструкций. В том числе на их основе изготавливается и регулятор температуры. Схема проста и не требует особых настроек (разве что программирования). Также стоит учесть, что выходной сигнал микроконтроллера может управлять очень слабой нагрузкой. Поэтому необходимо использовать усилитель на полевом транзисторе (который будет работать в режиме ключа) либо же сборку Дарлингтона (например, ULN2003). Именно с ее помощью можно произвести «состыковку» исполнительного механизма и микроконтроллера. Не стоит забывать и о том, что на входе контроллера обязательно нужно использовать согласующие устройства. В частности, если применяете терморезистор, вам потребуется использовать для его подключения делитель напряжения на постоянных сопротивлениях.

Расчет устройства

Обратите внимание на то, что для вашего же удобства необходимо использовать дополнительный цифровой модуль – индикатор на светодиодных элементах. Такой регулятор температуры отопления окажется очень удобным в эксплуатации. Итак, у вас имеется микроконтроллер, у него несколько портов ввода и вывода. Их-то и нужно использовать для цели управления. Подключаете единственный измерительный прибор – терморезистор. Затем выясняется, что вам нужно ввести в конструкцию несколько кнопок:

1. Увеличение температуры.
2. Уменьшение температуры.
3. Сброс.

Следовательно, у вас будет задействовано четыре порта ввода. Остальные можно использовать для исполнительных устройств. О них нужно поговорить более детально.

Исполнительные устройства

Если у вас происходит управление электрическими нагревательными элементами, то задача становится очень простой. Выбираете подходящий по току магнитный пускатель и уже этим устройством производите подачу высокого напряжения на элементы нагревателя. Такой регулятор температуры отопления можно сделать даже не прибегая к использованию микроконтроллеров. Аналогичная ситуация и с системой теплого пола. Но вот если у вас газовый котел, придется внести несколько дополнительных элементов. Обратите внимание на то, что нижеприведенная информация дана для ознакомления, за внесение конструктивных изменений в газовую аппаратуру вы отвечаете головой. Но если в целях образования, то вам необходимо открыть подачу газа к нагревательному элементу котла. Но нужно открывать подачу плавно, причем не полностью. Следовательно, стоит учесть это при настройке микроконтроллера. В качестве исполнительного устройства здесь выступает шаговый двигатель и полуоборотный кран, который приводится в движение от мотора.

Алгоритм работы системы управления

Такой точно принцип можно использовать и для системы отопления салона автомобиля, аналогично строится регулятор температуры. Схема устройства приведена в статье. Итак, у вас имеется три кнопки. Следовательно, при нажатии одной микроконтроллер должен понимать, что необходимо увеличить рабочую температуру. При нажатии второй он понимает, что температура уменьшается. Происходит увеличение или уменьшение на один градус (или иной шаг, который вы выбрали при программировании). Третья кнопка возвращает температуру на исходное значение. Но есть еще терморезистор, сигнал с которого поступает на вход контроллера и сравнивается с тем, который был задан при помощи кнопок. Если:

1. Заданное значение выше текущего или, то открывается подача газа к форсункам.
2. Заданное значение ниже текущего или равно ему, подача газа закрыта.

При составлении алгоритма следует учитывать погрешность измерений, точные приборы учета (терморезисторы) вряд ли вы найдете.

Заключение

Вот такой несложный электронный регулятор температуры позволяет собрать микропроцессорная техника. Также стоит отметить, что при программировании можно задать определенный интервал значений температуры. А вместо кнопок использовать одно переменное сопротивление. Аналогичные конструкции используются для инкубаторов. Только стоит учесть, что необходимо четко откалибровать шкалу, чтобы знать, на каком значении температуры находится ручка регулятора.

www.syl.ru

Какой температуры должна быть вода в теплосети

Одной из главных проблем, с которой сталкиваются владельцы отопительных систем, является регулировка температуры теплоносителя в зависимости от постоянно изменяющихся погодных условий. В те дни, когда среднесуточная температура окружающей среды не опускается ниже нуля, для обогрева зданий вполне достаточно поддерживать теплоноситель на уровне 40-50 градусов. В морозы теплопотери зданий возрастают, поэтому приходится доводить нагрев до предельного значения — 90 градусов.

Во время отопительного периода вода (либо другие рабочие среды, которые используются в системах отопления) должна нагреваться до температуры, которая будет способствовать эффективному нагреву помещений. Однако существует два ограничения:

• нагрев свыше 90 градусов может привести к ускорению износа трубопроводов отопительной системы;
• недостаточно высокая температура носителя (ниже точки росы, от 60 до 70 градусов) становится причиной выхода из строя котла, поскольку при горении образуется водяной конденсат.

В теплые дни избыточное тепло вызывает некомфортные условия в отапливаемых помещениях, поэтому важно найти решение, которое позволило бы регулировать степень нагрева теплоносителя, не нанося вреда котлу.

Что такое регулятор отопления и его принцип действия

Для контроля за уровнем нагрева теплоносителя используется устройство, которое устанавливается на выходе из котельной либо на входе в отопительную систему дома. Второй способ более выгоден экономически, поэтому он применяется значительно чаще.

Установка регулятора позволяет избежать излишнего нагрева теплоносителя, что приводит к снижению расходов на отопление. В то же время, котел не испытывает неблагоприятного воздействия конденсата, поскольку вода может нагреваться до оптимального уровня. Работа устройства основана на показаниях датчиков, что позволяет оперативно повышать или понижать температуру теплоносителя до необходимого уровня.

Узлы и элементы

Регулятор отопления состоит из множества взаимосвязанных устройств:

• датчиков температуры, которые размещаются на подаче теплоносителя, обратке, в помещении и снаружи здания;
• вычислительного и коммутирующего блока, в котором происходит обработка данных, результатом которой становится корректировка температурного режима;
• исполнительных механизмов (на линии подачи теплоносителя и для подмешивания воды из обратки);
• повысительных насосов (на подаче и линии «холодного перепуска»);
• запорной арматуры и клапанов.

В некоторых случаях в систему добавляют трехходовой кран, который устанавливается на линии подмешивания воды и совмещается с исполнительным механизмом.

Принцип действия

Теперь необходимо рассмотреть, каким образом происходит работа устройства. Принцип действия регулятора отопления достаточно прост: если необходимо увеличить количество поступающего в помещения тепла, с помощью насоса производится ускорение потока, благодаря чему теплоотдача возрастает. Если температура входящего потока слишком высока, проблема решается за счет подмешивания более прохладной воды из обратки. В некоторых устройствах предусмотрена возможность установки индивидуального температурного графика.

С помощью регулятора отопления удается поддерживать в помещениях постоянный температурный режим даже при резком похолодании либо потеплении.

Автоматизация регулирования температуры с помощью контроллеров

Для поддержания заданного температурного режима и регулировки других параметров отопительных систем очень удобно использовать контроллеры, с видами и техническими характеристиками которых можно ознакомиться на сайте RUSHOLDING.RU. Их использование дает возможность регулировать температуру теплосети практически без участия человека, что приводит к сокращению расходов и уменьшению влияния «человеческого фактора».

Контроллеры способны учитывать сразу несколько параметров отопительной системы, что дает возможность максимально полно использовать ее возможности при сравнительно невысоких расходах на приобретение и монтаж оборудования. Переход на автоматический режим особенно удобен для производственных помещений, но его способны оценить по достоинству и владельцы гостиниц, туристических комплексов и других объектов с автономным обогревом.

hvosty.ru

Конструирование систем комфортного обогрева помещений – достаточно сложная задача. Требования к этим системам возрастают. Сегодня потребители не хотят получать просто абстрактную нормативную температуру воздуха в помещении, а стремятся к тому, чтобы комфортные условия поддерживались вне зависимости от внешних и внутренних факторов. В этом случае не обойтись без использования водяного теплого пола, который перестал быть диковинкой и широко применяется как в коттеджах, так и в многоэтажных домах.

Комфортность нахождения в помещении, обогреваемом с помощью напольного отопления, обеспечивается за счет равномерного распределения тепла по всей поверхности пола и способности системы к саморегулированию. Для понимания сути явления «саморегулирование теплого пола» рассмотрим абстрактную систему напольного отопления и проанализируем, как ведет себя эта система при изменении параметров наружного и внутреннего воздуха (рис. 1а–1г).

Рис. 1а

На улице холодно, солнца нет. Температура поверхности пола составляет 24, воздуха в помещении – 20 °С. Из-за разности этих значений происходит теплообмен между поверхностью пола и внутренним воздухом. Тепловой поток составляет ≈ 45 Вт/м².

Рис. 1б

На улице холодно, появилось солнце. Температура поверхности пола составляет 24 °С, а температура воздуха в помещении поднялась за счет солнечной радиации до 22 °С. Разность температур уменьшилась, и соответственно снизился тепловой поток в помещение: ≈ 21 Вт/м².

Рис. 1в

На улице тепло. Температура поверхности пола составляет 24 °С, а температура воздуха в помещении поднялась за счет солнечной радиации до 24 °С. Разность температур отсутствует. Поэтому теплообмена нет. Тепловой поток равен 0 Вт/м².

Рис. 1г

На улице холодно, солнца нет, открыто окно. Температура поверхности пола составляет 24 °С, а температура воздуха в помещении снизилась до 16 °С за счет увеличения теплопотерь и поступления через окно холодного воздуха. Разность температур между поверхностью пола и внутренним воздухом значительно возросла. Тепловой поток составляет 86 Вт/м².

Однако из-за инерционности системы поверхностного обогрева процесс изменения температуры воздуха в помещении достаточно продолжителен. Повысить оперативность реакции водяного теплого пола можно с помощью грамотного применения средств автоматики и управления.

При использовании напольного отопления в качестве основной системы обогрева вопрос регулирования решается установкой теплогенератора с погодозависимой автоматикой в связке с комнатными термостатами и сервоприводами на каждой петле. Однако в климатических условиях России теплый пол не всегда способен обеспечить компенсацию теплопотерь помещениями. Поэтому в большинстве случаев система отопления проектируется комбинированной, например, водяной теплый пол дополняется радиаторами. При таком подходе система отопления условно делится на два температурных контура: первичный (высокотемпературный, радиаторный) и вторичный (низкотемпературный, теплый пол). Это требует более сложной системы управления отоплением, но в результате получается гибкая, оперативная и надежная схема.

Примером технического совмещения контура радиаторного отопления и водяного теплого пола может служить схема с использованием насосно-смесительного узла VALTEC COMBI (COMBIMIX).

Работа комбинированной системы отопления основана на базе готового смесительного узла COMBI (рис. 2, каталожный артикул VT.COMBI) в сочетании с коллекторными блоками VT.594 и VT.596.

 

Рис. 2. Внешний вид и схема работы узла VALTEC COMBI (COMBIMIX)

 

 

№	Наименование
1	Термоголовка жидкостная с выносным датчиком погружного типа, установленная на термостатическом клапане
1а	Капиллярная трубка термоголовки
1b	Гильза с установленным датчиком температуры термоголовки
1с	Гильза под датчик температуры
2	Балансировочный клапан вторичного контура
3	Автоматический поплавковый воздухоотводчик
4	Перепускной клапан для предотвращения работы насоса в тупиковую сеть
5	Термометр
6	Шаровой клапан для отключения циркуляционного насоса
7	Перепускной байпас для поддержания циркуляции во вторичном контуре
8	Дренажный клапан
9	Циркуляционный насос (в комплект не входит)
10	Обратный трубопровод вторичного контура для возврата излишнего теплоносителя в первичный контур
11	Запорно-балансировочный клапан вторичного контура
Т1	Присоединение подающего трубопровода первичного (высокотемпературного или радиаторного) контура
Т2	Присоединение обратного трубопровода первичного (высокотемпературного или радиаторного) контура
Т11	Присоединение подающего трубопровода или коллектора вторичного (низкотемпературного или теплого пола) контура
Т21	Присоединение обратного трубопровода или коллектора вторичного (низкотемпературного или теплого пола) контура

Узел предназначен для поддержания заданной температуры и расхода теплоносителя во вторичном контуре системы отопления, гидравлическую увязку первичного и вторичного контуров. Он оснащен всей необходимой запорно-регулировочной арматурой и сервисными элементами и обеспечивает стабильную работу вторичного контура и предохраняет насос от работы «на закрытую задвижку», что увеличивает срок его безаварийной службы.

Ключевым для данного узла является реализация управления смесительным клапаном теплого пола. Вариантов можно предложить несколько.

Вариант 1. Термостатический клапан с чувствительным элементом (термостатической головкой), рис. 3.

 

Рис. 3. Управление смесительным узлом с помощью
термостатического клапана с чувствительным элементом

 

Приведенная на рис. 3 схема является наиболее простой в реализации и соответственно самой дешевой. Она содержит:

• коллекторный блок VT.594, обслуживающий высокотемпературный контур (радиаторный или конвекторный);
• насосно-смесительный узел VT.COMBI, обеспечивающий поддержания расчетной температуры и циркуляции теплоносителя в низкотемпературном контуре – теплого пола;
• коллекторный блок VT.596 оборудованный ручными регулировочными расходомерами для балансировки контуров теплого пола.

Температура теплоносителя в подающем коллекторе теплого пола поддерживается термостатической головкой (диапазон настройки 20–60 °С), которая выставляется на расчетное значение заложенное проектом системы, соответствующее максимально отрицательной температуре наружного воздуха в отопительный период. В таком случае во всех помещениях будет поддерживаться постоянно максимально-расчетная температура.

Аварийное ограничение превышения температуры во вторичном контуре обеспечивается термостатом с выносным датчиком VT.AC616 I (рис. 4). Этот термостат включается в цепь питания циркуляционного насоса и отключает его при превышении настроечного значения температуры теплоносителя.

 

Рис. 4. Термостат с выносным
датчиком AC 616 I

Однако температура наружного воздуха претерпевает постоянные изменения, что влияет на тепловой режим помещений. Для того чтобы соответствующим образом изменить температуру в каком-либо отдельном помещении, потребителю необходимо с помощью ручного регулировочного клапана, установленного на обратном коллекторе теплого пола, откорректировать количество проходящего теплоносителя. При такой схеме получается, что при каждом существенном изменении внешней температуры потребитель вынужден «бегать» к узлу для корректировки настроек. Получается, что отопление есть, а комфорта нет.

Вариант 2. Термостатический клапан с чувствительным элементом (термостатической головкой) и сервоприводы на петлях, работающие по команде комнатных термостатов (рис. 5).

Избавиться от ручного регулирования работы контуров теплого пола можно с помощью комнатных термостатов, расположенных в отапливаемых помещениях. Каждый термостат управляет электротермическим сервоприводом, установленным на соответствующем термостатическом клапане обратного коллектора теплого пола.

 

Рис. 5. Управление теплым полом с помощью термостатического
клапана с чувствительным элементом и комнатных термостатов

 

Рис. 6. Импульсные сервоприводы VT.TE3040 (слева) и VT.TE3042 (справа)

В предложенной схеме используются импульсные нормально закрытые сервоприводы VT.TE3040 или VT.TE3042 (рис. 6). Нормально закрытый привод – это привод, который находится в закрытом положении при отсутствии электропитания, а при подаче напряжения переходит в положение «Открыто». Отличие приводов заключается только в дизайне, при одинаковых эксплуатационных характеристиках.

В качестве комнатных термостатов могут использоваться следующие приборы:

Рис. 7. Комнатный термостат VT.AC601

1) Термостат VT.AC601 (рис. 7), работающий от встроенного датчика температуры окружающего воздуха. При снижении температуры воздуха в помещении термостат подает питание на привод, который открывает клапан.

Рис. 8. Комнатный термостат VT.AC602

2) Термостат VT.AC602 (рис. 8), оснащенный выносным датчиком температуры пола и выключателем, полностью прекращающим работу термостата. Этот прибор может работать в трех режимах: а) по датчику температуры воздуха (диапазон настройки 5–40 °С); б) по датчику температуры пола; в) по двум датчикам одновременно. В качестве основного датчика выступает датчик температуры воздуха, а датчик температуры пола работает в качестве ограничителя с заводской настройкой 30 °С. Термостат имеет также возможность подключения через внешний таймер, который управляет включением и отключением термостата по заданной временной программе.

Рис. 9. Комнатный хронотермостат VT.AC 709

3) Хронотермостат VT.AC709 (рис. 9) работает по алгоритму, аналогичному алгоритму работы термостата VT.AC602. В отличие от двух предыдущих термостатов, он обладает функцией недельного программирования, что позволяет пользователю задавать различные температурные режимы в определенное время суток и в определенные дни недели.

Рассматриваемые в статье комнатные термостаты VT.AC601, 602, 709 работают только от сети 220 В и управляют в системах отопления только нормально закрытыми сервоприводами.

Автоматизация с помощью комнатных термостатов и электротермических сервоприводов избавляет потребителя от ручного управления системой, но весь контур теплого пола по-прежнему будет работать на полную тепловую мощность, с постоянной температурой теплоносителя, независящей от колебаний температуры наружного воздуха.

Вариант 3. Термостатический клапан с чувствительным элементом (термический сервопривод с аналоговым управлением), сервоприводы на петлях, работающие по команде комнатных термостатов и контроллер с функцией погодной компенсации, управляющий сервоприводом термостатического клапана смесительного узла (рис. 10).

Рис. 10. Управление теплым полом с помощью комнатных термостатов и погодозависимой автоматики.

 

Адаптация теплопроизводительности системы напольного отопления к наружной температуре воздуха возможна при использовании погодозависимой автоматики, такой, например, как контроллер VALTEC VT.K200 (рис. 11). Контроллер позволит обеспечить не только энергоэффективную работу напольного отопления, но и продлить рабочий ресурс системы в целом.

Рис. 11. Контроллер VT.К200

Контроллер VALTEC VT.K200 позволяет по заданному графику корректировать температуру теплоносителя в соответствии с температурой наружного воздуха. Температура теплоносителя в подающем коллекторе теплого пола регулируется с помощью аналогового сервопривода VT.TE3061, посредством управляющего сигнала от контроллера. Управляющий сигнал контроллера рассчитывается по пропорционально-интегрально- дифференциальному (ПИД) закону регулирования.

Величина управляющего сигнала определяется по формуле:

Пропорциональная составляющая (Р) прямо пропорциональна «невязке», которая определяется выражением:

где Т_ус – температура уставки; Т – текущее значение температуры.

При пропорциональном регулировании фактическое отклонение температуры вызывает пропорциональное изменение управляющего сигнала.

Однако при таком регулировании значение температуры никогда не стабилизируется на уставке, и процесс превращается в колебательный с постоянными перегревами и охлаждениями. Величина этих отклонений от уставки называется статической ошибкой. Для устранения данной ошибки контроллером учитывается интегральная составляющая (I), которая равна интегралу «невязок». Она позволяет контроллеру учитывать эту статическую ошибку.

Если система работает в стабильном режиме, то через некоторое время температура теплоносителя устанавливается на заданном значении. Однако время, за которое система достигает заданного уровня температуры, достаточно велико. Для сокращения времени выхода на уставку используется дифференциальная составляющая. Она пропорциональна темпу (скорости) изменения отклонения температуры от уставки.

ПИД-регулирование дает возможность контроллеру оперативно устанавливать в системе требуемый уровень температуры теплоносителя при малейших колебаниях температуры наружного воздуха.

Коэффициенты K_p, K_i и K_d определяются в процессе автонастройки, предусмотренной в приборе, но также могут быть заданы или скорректированы вручную в ходе эксплуатации.

Необходимая температура теплоносителя определяется контроллером по пользовательскому температурному графику. Данный график устанавливается на стадии наладки системы отопления и определяется заданными пользователем точками (от 2 до 10).

Крайняя левая точка графика (рис. 12, точка А или С) задает максимальную температуру теплоносителя в системе теплого пола, которой соответствует расчетная отрицательная температура наружного воздуха.

Максимальная температура теплоносителя теплого пола определяется проектом системы отопления.

Рис. 12. График регулирования

 

Крайняя правая точка (рис. 12, точка В или D) определяется по личностным теплоощущениям конкретного потребителя и далее корректируется на основании опыта эксплуатации.

На графике (рис. 12) приведен пример для двух разных температурных режимов, приведенных в таблице.

Температура,°С	Точки температурного графика
	Режим 1		Режим 2
	A	B	C	D
Наружного воздуха	-26	10	-32	6
Теплоносителя	40	20	35	18

 

Рис. 13. Подключение насоса

Встроенная функция ограничения температуры в контуре теплого пола позволяет отказаться от использования внешнего предохранительного термостата. В этом случае питание насоса подается через контроллер (рис. 13).

Контроллер обладает функцией адаптивности, которая позволяет в процессе эксплуатации вырабатывать наиболее эффективный алгоритм работы, соответствующий конкретной системе, объекту и динамике изменения теплового режима.

Настройка контроллера проста и занимает у пользователя не более 10–15 минут.

Благодаря наличию встроенного цифрового интерфейса RS-485 контроллер может быть внедрен в сеть диспетчеризации и контроля данных.

Подробные пошаговые инструкции по настройкам смесительного узла VALTEC COMBI (COMBIMIX) и термостатов вы найдете на нашем сайте.

Информация о новом погодозависимом контроллере VALTEC VT.K200 будет опубликована несколько позже.

valtec.ru

Температура теплоносителя в отопительной сети

Система теплоснабжения обязана функционировать таким образом, чтобы в помещении было комфортно находиться, поэтому и установлены нормы. Согласно нормативным документам, температура в жилых домах не должна опускаться ниже 18 градусов, а для детских учреждений и больниц – это 21 градус тепла.

Но следует учитывать, что в зависимости от температуры воздуха снаружи здания строение через ограждающие конструкции может терять разную величину тепла. Поэтому температура теплоносителя в системе отопления, исходя из внешних факторов, варьируется пределе от 30 до 90 градусов. При нагреве воды свыше в отопительной конструкции начинается разложение лакокрасочных покрытий, что запрещено санитарными нормами. 

 
Чтобы определить, какая должна быть температура теплоносителя в батареях, используют специально разработанные температурные графики для конкретных групп зданий. В них отражена зависимость степени нагрева теплоносителя от состояния наружного воздуха. Также можно задействовать автоматическую регулировку согласно показаниям датчика температуры отопления, расположенного в помещении.  

Оптимальная температура для котельной

 
Для обеспечения эффективной теплоотдачи в котлах отопления должна быть более высокая температура, поскольку, чем больше тепла может перенести определенный объем воды, тем лучше степень обогрева. Поэтому на выходе из теплогенератора стараются приблизить температуру жидкости к максимально допустимым показателям. 

Помимо этого, минимальный нагрев воды или другого теплоносителя в котле нельзя опускать ниже точки росы (обычно данный параметр равен 60-70 градусов, но он во многом зависит от технических особенностей модели агрегата и вида топлива). В противном случае при горении теплогенератора появляется конденсат, который в соединении с агрессивными веществами, имеющимися в составе дымовых газов, приводит к повышенному износу прибора. 

Согласование температуры воды в котле и системе

Существует два варианта, как можно согласовать высокотемпературные теплоносители в котле и более низкотемпературные в отопительной системе:
 

1. В первом случае следует пренебречь эффективностью функционирования котла и на выходе из него выдавать теплоноситель такой степени нагрева, которая требуется системе в настоящее время. Так поступают в работе небольших котельных. Но в итоге получается не всегда подавать теплоноситель в соответствии с оптимальным температурным режимом согласно графику (прочитайте: “График отопительного сезона – начало и конец сезона”). В последнее время все чаще в небольших котельных на выходе монтируют регулятор нагрева воды с учетом показаний, который фиксирует датчик температуры теплоносителя. 
2. Во втором случае, нагрев воды для транспортировки по сетям на выходе из котельной делают максимальным. Далее в непосредственной близости от потребителей производится автоматическое регулирование температуры теплоносителя до необходимых значений. Такой способ считается более прогрессивным, его применяют на многих крупных теплосетях, а поскольку регуляторы и датчики стали дешевле, его все чаще используют на небольших объектах теплоснабжения. 

Принцип работы регуляторов отопления

Регулятор температуры теплоносителя, циркулирующего в отопительной системе – это прибор, с помощью которого обеспечивается автоматический контроль и корректировка температурных параметров воды.

 Состоит данное устройство, изображенное на фото, из следующих элементов:

• вычислительный и коммутирующий узел;
• рабочий механизм на трубе подачи горячего теплоносителя;
• исполнительный блок, предназначенный для подмеса теплоносителя, поступающего из обратки. В ряде случаев устанавливают трехходовой кран;
• повысительный насос на участке подачи;
• не всегда повысительный насос на отрезке «холодного перепуска»;
• датчик на линии подачи теплоносителя;
• клапаны и запорная арматура;
• датчик на обратке;
• датчик температуры наружного воздуха;
• несколько датчиков температуры помещения. 

Теперь необходимо разобраться, как происходит регулирование температуры теплоносителя и как функционирует регулятор.   

На выходе из отопительной системы (обратке) температура теплоносителя зависит от объема воды, прошедшей через нее, поскольку нагрузка является относительно постоянной величиной. Прикрывая подачу жидкости, регулятор тем самым увеличивает разность между линией подачи и обраткой до требуемого значения (на данных трубопроводах устанавливают датчики). 

Когда наоборот необходимо увеличить поток теплоносителя, тогда в систему теплоснабжения врезают повысительный насос, которым тоже управляет регулятор. С целью понижения температуры водяного входящего потока применяют холодный перепуск», который означает, что часть носителя тепла, уже проциркулировавшего по системе, вновь направляют на вход. 

В результате регулятор, перераспределяя потоки теплоносителя в зависимости от данных, зафиксированных датчиком, обеспечивает соблюдение температурного графика отопительной системы. 

Нередко такой регулятор комбинируют с регулятором горячего водоснабжения с помощью одного вычислительного узла. Прибор, регулирующий ГВС, проще в управлении и в части исполнительных механизмов. При помощи датчика на линии горячего водоснабжения выполняется регулировка прохода воды через бойлер и в итоге она стабильно имеет стандартные 50 градусов (прочитайте: “Отопление через водонагреватель”). 

teplospec.com